"Grüner" Antrieb für Grenzbereiche: Neue Wege in Powersports und Aviation

Auch das war Thema in der Wiener Hofburg: Laut den Experten des "46. Internationalen Wiener Motorensymposiums" wächst die Nachfrage nach nachhaltigeren Antriebssträngen in den Bereichen Powersports und Luftfahrt massiv. Doch während der Weg zur E-Mobilität klar erscheint, stehen andere Lösungen wie Wasserstoff oder synthetische Kraftstoffe noch vor vielen Herausforderungen.

Besonders bei anspruchsvollen Anwendungen wie Powersports-Fahrzeugen oder Flugzeugen sind die Pfade zur Nachhaltigkeit so zahlreich wie die sprichwörtlichen Wege nach Rom – und in Wien wurde bei den hochspannenden Fachvorträgen zum Thema schnell klar: Was die richtige Technologie sein wird, ist noch nicht ausgemacht. Und: Höchstwahrscheinlich wird es auch in diesem Bereich nicht die eine Lösung geben. So existieren zwar bereits zahlreiche Initiativen zur Entwicklung nachhaltiger Antriebsstränge, aber der Weg zu einer weit verbreiteten Elektrifizierung ist komplex und erfordert maßgeschneiderte Lösungen. Dabei gilt, die Leistung und Funktionalität der Fahrzeuge nicht zu beeinträchtigen.

Die BRP-Rotax GmbH ist eines der Unternehmen, das die Elektrifizierung im Bereich Powersports vorantreibt. Bereits 2018 brachte BRP-Rotax sein erstes elektrisches Renngokart auf den Markt, und auch in anderen Bereichen wie den Snowmobiles und Motorrädern hat das Unternehmen eine Reihe von elektrischen Modellen eingeführt. Die Herausforderung bei Powersports-Fahrzeugen besteht darin, dass die Anforderungen an Reichweite, Gewicht und Leistung stark variieren. Während E-Motoren in vielen Fahrzeugen eine praktikable Lösung darstellen, ist die Integration eines Range Extenders – etwa durch einen Verbrennungsmotor oder Brennstoffzellen – in vielen Anwendungen notwendig, um die Reichweite und die Flexibilität für längere Strecken zu gewährleisten.

"Die Weiterentwicklung von Hybrid-Powertrains für Powersports-Anwendungen erfordert maßgeschneiderte Lösungen, die die spezifischen Anforderungen von Fahrzeugen wie SSVs (Side-by-Side-Vehicle) und Schneemobilen berücksichtigen", erklärte Steffen Meyer-Salfeld, Director Advanced Engineering bei BRP-Rotax. Der Vorteil von hybriden Lösungen läge in der Flexibilität, beide Antriebsarten zu kombinieren und je nach Bedarf zu wechseln.

Für Powersports-Fahrzeuge wie Side-by-Side-Vehicles (SSVs) und Wasserfahrzeuge ist der Einsatz von Hybridtechnologien eine vielversprechende Option. Diese ermöglichen es, die Vorteile eines elektrischen Antriebs für niedrige Geschwindigkeiten und emissionsfreie Zonen zu nutzen, während der Brennstoffmotor für längere Fahrten oder größere Leistungseffekte hinzukommen kann. Besonders in Extremrennen wie der Dakar-Rallye oder Baja 1000 – ein spektakuläres Race durch die Halbinsel des mexikanischen Teils von Kalifornien – wird der Vorteil der Hybridarchitekturen deutlich, bei denen kurzfristig hohe Leistung durch den elektrischen Motor bereitgestellt wird.

"Hybridlösungen bieten den Vorteil, dass sie auf die spezifischen Anforderungen der Powersports-Industrie zugeschnitten werden können", erklärte Meyer-Salfeld weiter. "In Szenarien, in denen Reichweite und Leistung wichtig sind, wie in Wettbewerben, zeigen Hybridantriebe große Vorteile gegenüber rein elektrischen Antrieben".

Die Weiterentwicklung von Wasserstoffantrieben für den Powersportsektor sei eine spannende Perspektive, obwohl es hier noch Herausforderungen bei der Infrastruktur gebe. BRP-Rotax untersucht beispielsweise den Einsatz von Brennstoffzellen als Range Extender für elektrische Schneemobile. Diese Technologie könnte besonders dann von Vorteil sein, wenn die Batterie nicht ausreichend Reichweite bietet. Der Vorteil von Wasserstoff liegt in seiner hohen Energiedichte und der schnellen Betankung, was ihn zu einer geeigneten Option für Anwendungen mit hohen Leistungserfordernissen macht.

Im Bereich der Luftfahrt liegt der Fokus auf der Entwicklung nachhaltiger Flugkraftstoffe (SAF) und Wasserstofftechnologien, um die CO2-Emissionen signifikant zu senken. Wie Christian Reitmayr von der Technischen Universität Wien im Symposium erläuterte, sind SAFs und Wasserstoff vielversprechende Alternativen, um die Luftfahrtindustrie zu dekarbonisieren. Während SAFs bereits als "Drop-In"-Kraftstoffe für die bestehenden Jet-Triebwerke verwendet werden können, benötigt der Einsatz von Wasserstoff in Flugzeugen eine grundlegende Änderung der Triebwerkskonzeption.

"Die Entwicklung nachhaltiger Flugkraftstoffe und die Nutzung von Wasserstoff stellen eine vielversprechende Lösung zur Dekarbonisierung der Luftfahrt dar", sagte Christian Reitmayr. "Der Einsatz von SAFs als Drop-In-Kraftstoffe ist bereits ein erster Schritt, doch der Wasserstoff wird eine revolutionäre Veränderung der Luftfahrttechnik erfordern. Die Herausforderungen liegen jedoch in der Infrastruktur und der Energiedichte von Wasserstoff".

Die Nutzung von Wasserstoff in der Luftfahrt stellt jedoch noch eine große Herausforderung dar, und zwar überall, da die Energiedichte von Wasserstoff deutlich niedriger ist als die von herkömmlichem Kerosin. Dies erfordert entweder größere Tanks oder den Einsatz von Brennstoffzellen, was zusätzliche Komplexität und Gewicht mit sich bringt. Das Konzept eines Dual-Fuel-Systems für kleinere Motorflugzeuge – bei dem Wasserstoff mit Kerosin kombiniert wird – zeigt hier interessante Perspektiven, um die Betriebssicherheit auch bei unzureichender Wasserstoffversorgung sicherzustellen.

Die Entwicklung nachhaltiger Antriebsstränge für den Powersports- und Luftfahrtsektor bleibt also eine spannende, aber auch herausfordernde Aufgabe, darauf verständigten sich die Fachleute in Wien schnell. Sowohl Brennstoffzellen als auch E-Fuels und Wasserstoff böten vielversprechende Ansätze, um die CO2-Emissionen in diesen Bereichen zu reduzieren. BRP-Rotax zeigte mit seiner Arbeit an Hybrid- und Wasserstoffantrieben im Powersports-Bereich, wie sich die Technologie weiterentwickelt, während in der Luftfahrt die Integration von SAFs und Wasserstofftechnologien auf dem Weg zur Dekarbonisierung noch in vollem Gange ist. Klar sei, dass es nicht die eine Lösung für alle Anwendungsbereiche geben wird – vielmehr wird die Zukunft auch in zu Wüste, Wasser und in den Wolken eine Kombination aus verschiedenen Technologien erfordern.